国际焊接工程师结构复习课件

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1、国际焊接学会授权的培训机构国际焊接学会授权的培训机构 哈尔滨焊接技术培训中心哈尔滨焊接技术培训中心 Harbin Welding Training Institute 国际焊接工程师培训课程国际焊接工程师培训课程Training Course for International Welding EngineerIIW Authorised Training Body焊接结构及设计焊接结构及设计复习提纲复习提纲 IIW Authorised Training Body 前言前言 结构设计基础部分结构设计基础部分 焊接结构设计焊接结构设计IIW Authorised Training Body结构

2、设计基础部分结构设计基础部分安全校核（安全校核（强度校核、稳定性校核、刚度校核强度校核、稳定性校核、刚度校核）Sd 作用力（结构设计基础、强度理论基础）作用力（结构设计基础、强度理论基础）Rd 抵抗力（强度理论基础）抵抗力（强度理论基础）IIW Authorised Training Body1、例、例材料：材料：S235IIW Authorised Training Body问题问题1：简支梁的结构构成？：简支梁的结构构成？由杆件（承受弯矩）、和支座（将载荷传递到地基）由杆件（承受弯矩）、和支座（将载荷传递到地基）组成。组成。支座包括：支座包括：固定支座（提供两个支座反力）固定支座（提供两个

3、支座反力）应用在此结构应用在此结构活动支座（提供一个支座反力）活动支座（提供一个支座反力）应用在此结构应用在此结构紧固支座（提供三个支座反力）紧固支座（提供三个支座反力）未应用未应用IIW Authorised Training Body问题问题2：此结构体系是否属于静定系统？：此结构体系是否属于静定系统？n=a+z-3s3+0-310 静定系统静定系统IIW Authorised Training Body问题问题3：简支梁受哪几种内力作用？如何分布？：简支梁受哪几种内力作用？如何分布？内力是指物体内部各质点之间的相互作用，物体不受内力是指物体内部各质点之间的相互作用，物体不受外力时，其内部

4、各质点之间也存在内力，它使质点间外力时，其内部各质点之间也存在内力，它使质点间相对位置保持不变。当物体受外力作用而发生变形相对位置保持不变。当物体受外力作用而发生变形时，物体所受内力发生变化，产生了时，物体所受内力发生变化，产生了“附加内力附加内力”，称称为内力。为内力。IIW Authorised Training Body内力包括：内力包括：水平方向力水平方向力 N（物体水平方向所受内力）（物体水平方向所受内力）构件不承受构件不承受垂直方向力垂直方向力 V（物体垂直方向所受内力）（物体垂直方向所受内力）构件承受构件承受弯弯 矩矩 M（物体所受力矩）（物体所受力矩）构件承受构件承受IIW A

5、uthorised Training Body其分布趋势见上图，计算过程如下：其分布趋势见上图，计算过程如下：Av支座支座A的垂直方向支座反力的垂直方向支座反力Bv支座支座B的垂直方向支座反力的垂直方向支座反力AH支座支座A的水平方向支座反力的水平方向支座反力MA力矩力矩1）FdQl292.582340kNIIW Authorised Training Body2) 支座反力计算：支座反力计算：平衡条件（平衡条件（H=0, V=0，M=0）IIW Authorised Training Body3) 内力计算：内力计算：平衡条件（平衡条件（H=0, V=0，M=0）水平方向力水平方向力 NII

6、W Authorised Training Body垂直方向力垂直方向力 V 横向内力横向内力V（Q）的确定，设）的确定，设A，B点之间任取一点点之间任取一点距距A点为点为xIIW Authorised Training Body弯弯 矩矩 M截面弯矩截面弯矩M的确定，设的确定，设A，B之间任取一点至之间任取一点至A点距离点距离为为x：IIW Authorised Training Body问题问题4：计算梁的截面参量惯性距：计算梁的截面参量惯性距Iy和翼板截面参量和翼板截面参量静距静距Sy？Iy惯性矩惯性矩cm4（弯曲和剪切引起的应力，弯曲所产生的变形）（弯曲和剪切引起的应力，弯曲所产生的变

7、形）Sy 静矩静矩cm3 （剪切时的应力）（剪切时的应力）IIW Authorised Training Body问题问题5：简支梁受哪几种应力作用？在截面上如何分：简支梁受哪几种应力作用？在截面上如何分布？布？应力应力=力力/受力面积受力面积正应力正应力（作用力垂直作用到横截面积上）（作用力垂直作用到横截面积上）剪应力剪应力 （作用力平行作用到横截面积上）作用力平行作用到横截面积上）IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body问题问题6：简支梁所使用材料的许用应力？：简

8、支梁所使用材料的许用应力？为了使建筑物不致在应力达到屈服极限时出现变形为了使建筑物不致在应力达到屈服极限时出现变形现象，许用应力是根据材料现象，许用应力是根据材料S235屈服极限而不是根屈服极限而不是根据断裂极限来进行保障。据断裂极限来进行保障。IIW Authorised Training Body问题问题7：简支梁所使用材料的强度和延伸率是如何：简支梁所使用材料的强度和延伸率是如何确确定的？定的？材料特征值用来表示材料的性能，也用来说明在载材料特征值用来表示材料的性能，也用来说明在载荷荷作用下所能达到的结构关系。作用下所能达到的结构关系。在拉伸试验中，如果把应力和由应力引起的应变表在拉伸试

9、验中，如果把应力和由应力引起的应变表示示在一个坐标系中，就会产生一个应力在一个坐标系中，就会产生一个应力应变图，该应变图，该图图描绘了变形的特征。描绘了变形的特征。IIW Authorised Training Body问题问题8：确定简支梁所使用材料的屈强比？有何意：确定简支梁所使用材料的屈强比？有何意义？义？屈强比较大表示可节约材料，屈强比较大表示可提屈强比较大表示可节约材料，屈强比较大表示可提高安全性高安全性 IIW Authorised Training Body问题问题9：梁的截面如果选择箱型截面，会提高哪方：梁的截面如果选择箱型截面，会提高哪方面面的能力？的能力？梁的截面如果选择箱

10、型截面可提高梁的抗扭曲能力。梁的截面如果选择箱型截面可提高梁的抗扭曲能力。扭曲是构件横截面在扭矩（当作用力偏离剪力中心扭曲是构件横截面在扭矩（当作用力偏离剪力中心时），则将产生扭矩的作用下相对轴线而产生的转时），则将产生扭矩的作用下相对轴线而产生的转动动变形，如果载荷通过剪切中心构件上不产生扭曲。变形，如果载荷通过剪切中心构件上不产生扭曲。IIW Authorised Training BodyAm是箱形梁的剪力作用的面积，即图中阴影线部分是箱形梁的剪力作用的面积，即图中阴影线部分IIW Authorised Training Body问题问题10：说明焊缝标识的意义（：说明焊缝标识的意义（I

11、SO2553）？）？焊缝为双面角焊缝，焊缝厚度为焊缝为双面角焊缝，焊缝厚度为6mm，焊接位置为箭，焊接位置为箭头所指位置。头所指位置。IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body问题问题11：此梁的焊接接头是哪一种？：此梁的焊接接头是哪一种？焊接接头是把零件或部件用焊接的方法相互连接起焊接接头是把零件或部件用焊接的方法相互连接起来来的区域，接头的种类是通过零部件在结构设计上相的区域，接头的种类是通过零部件在结构设计上相互互配置的情况而确定的。配置的情况而确定的。焊接工字梁为焊接工字梁为T型接头。型接头。IIW Authoris

12、ed Training Body问题问题12：选用哪一种角焊缝？有何特点？：选用哪一种角焊缝？有何特点？ 选用平面角焊缝，施工中认为这种焊缝形状是最经选用平面角焊缝，施工中认为这种焊缝形状是最经济济的，因为它不存在多余的焊缝体积。尽管存在小的的，因为它不存在多余的焊缝体积。尽管存在小的外外部缺口效应，但在主要承受静载荷的构件上仍可使部缺口效应，但在主要承受静载荷的构件上仍可使用用这种焊缝形状。这种焊缝形状。IIW Authorised Training Body另：另：凸面角焊缝一般应被避免。它是不经济的并且具有最凸面角焊缝一般应被避免。它是不经济的并且具有最大的缺口效应。仅在角接焊缝时使用这

13、种焊缝形状，大的缺口效应。仅在角接焊缝时使用这种焊缝形状，甚至认为是有利的。甚至认为是有利的。凹面角焊缝的焊缝体积大于平角焊缝的焊缝体积。凹凹面角焊缝的焊缝体积大于平角焊缝的焊缝体积。凹形角焊缝具有最小的外部缺口效应，因此优先用于承形角焊缝具有最小的外部缺口效应，因此优先用于承受动载的构件中。它们多半只能在船形位置焊接时得受动载的构件中。它们多半只能在船形位置焊接时得到。到。不等腰焊缝常用于端面焊缝的焊接，目的是减少缺口不等腰焊缝常用于端面焊缝的焊接，目的是减少缺口效应（应力集中）。效应（应力集中）。IIW Authorised Training Body问题问题13：焊缝可能受哪几种应力？此

14、焊缝受那种应：焊缝可能受哪几种应力？此焊缝受那种应力？力？ （垂直正应力）（垂直正应力） （平行正应力）（平行正应力） （垂直剪应力）（垂直剪应力） （平行剪应力）（平行剪应力）焊缝承受焊缝承受IIW Authorised Training Body问题问题14：确定角焊缝的焊缝厚度？有哪些限定条件：确定角焊缝的焊缝厚度？有哪些限定条件（按（按DIN18800-1）？）？DIN18800T1钢结构钢结构 min a =2.0IIW Authorised Training Body问题问题14：确定焊缝的极限应力（按：确定焊缝的极限应力（按DIN18800-1），它），它受哪些因素影响？受哪些因

15、素影响？影响焊接接头应力极限的因素有：影响焊接接头应力极限的因素有：材料的连接强度材料的连接强度载荷种类载荷种类焊缝形式焊缝形式焊缝质量焊缝质量结构中焊缝的位置结构中焊缝的位置IIW Authorised Training Body问题问题15：校核角焊缝的强度（按：校核角焊缝的强度（按DIN18800-1）？）？IIW Authorised Training Body 焊接结构设计焊接结构设计2、不同载荷下的焊接结构、不同载荷下的焊接结构不同载荷条件下的破坏形式不同载荷条件下的破坏形式 在静载及主要承受静载的状态下，将导致：形在静载及主要承受静载的状态下，将导致：形变断裂、脆性断裂、层状撕裂

16、和失稳破坏。变断裂、脆性断裂、层状撕裂和失稳破坏。 在热负荷状态下，将导致：低温的影响在热负荷状态下，将导致：低温的影响脆性脆性断裂，高温的影响断裂，高温的影响屈服极限的高温失效及蠕变失屈服极限的高温失效及蠕变失效。效。 在动载荷状态下，将导致：疲劳断裂。在动载荷状态下，将导致：疲劳断裂。IIW Authorised Training Body层状撕裂的产生和防止层状撕裂的产生和防止 应用低硫含量和应用低硫含量和/或高或高ED（板材厚度方向的（板材厚度方向的断面收缩率）值的材料。断面收缩率）值的材料。IIW Authorised Training Body 设计及生产技术方面：尽可能避免厚度方

17、向上设计及生产技术方面：尽可能避免厚度方向上由于焊接残余应力引起的应力或者把它降至很低。由于焊接残余应力引起的应力或者把它降至很低。作用于收缩方向上的焊缝厚度作用于收缩方向上的焊缝厚度aD尽可能低尽可能低焊缝连接基础应尽可能大焊缝连接基础应尽可能大焊道数应少焊道数应少焊道次数应考虑局部缓冲焊道次数应考虑局部缓冲尽可能选择对称焊缝形式和对称焊接顺序尽可能选择对称焊缝形式和对称焊接顺序尽可能使用轧制产品所有层次与焊缝连接尽可能使用轧制产品所有层次与焊缝连接通过连接范围的缓冲减少层状撕裂倾向通过连接范围的缓冲减少层状撕裂倾向予热（予热（100）IIW Authorised Training Body

18、3、主静载焊接结构、主静载焊接结构钢结构特点钢结构特点 钢材强度高，塑性、韧性较好；重量轻；材质钢材强度高，塑性、韧性较好；重量轻；材质均匀和力学计算的假定比较符合；制作简便，施工工均匀和力学计算的假定比较符合；制作简便，施工工 期短；密闭性好；耐蚀性差；耐热不耐火；低温和其期短；密闭性好；耐蚀性差；耐热不耐火；低温和其它条件下，可能发生脆断。它条件下，可能发生脆断。IIW Authorised Training Body构件结构设计要求（受压条件下的失稳、桁架梁和构件结构设计要求（受压条件下的失稳、桁架梁和实实壁梁）壁梁） 受压构件的弯曲失稳受压构件的弯曲失稳 轴心受力构件（轴心受力构件的常

19、用截面形式轴心受力构件（轴心受力构件的常用截面形式可可分为实腹式和格构式两大类）分为实腹式和格构式两大类） 受弯构件（实腹式受弯构件梁、格构式受弯构受弯构件（实腹式受弯构件梁、格构式受弯构件件桁架梁、梁的局部稳定和腹板加劲肋设计）桁架梁、梁的局部稳定和腹板加劲肋设计）IIW Authorised Training Body构件结构设计要求（受压条件下的失稳、桁架梁和构件结构设计要求（受压条件下的失稳、桁架梁和实壁梁）实壁梁） 受压构件的弯曲失稳受压构件的弯曲失稳 轴心受力构件（轴心受力构件的常用截面形轴心受力构件（轴心受力构件的常用截面形式式可分为实腹式和格构式两大类）可分为实腹式和格构式两大

20、类） 受弯构件（实腹式受弯构件梁、格构式受弯受弯构件（实腹式受弯构件梁、格构式受弯构构件桁架梁、梁的局部稳定和腹板加劲肋设计）件桁架梁、梁的局部稳定和腹板加劲肋设计）IIW Authorised Training Body按按DIN18800-1钢制构件的限定和结构基础钢制构件的限定和结构基础 钢材种类钢材种类 钢材选择和证书钢材选择和证书 冷变形区域的焊接冷变形区域的焊接 焊接填充材料及辅助材料焊接填充材料及辅助材料IIW Authorised Training Body焊接的实壁梁焊接的实壁梁 使用轧制型材可以很方便地改变实壁梁的高度，使用轧制型材可以很方便地改变实壁梁的高度，只需改变腹板

21、的高度，可增大该处的惯性矩，并减小只需改变腹板的高度，可增大该处的惯性矩，并减小支座，但应注意在支承处验证其抗剪能力。支座，但应注意在支承处验证其抗剪能力。 在弯矩和剪力的作用下，需对受弯梁进行局部加在弯矩和剪力的作用下，需对受弯梁进行局部加强。在强。在L0长度区域内进行加强后，增大在该区域内的长度区域内进行加强后，增大在该区域内的惯性矩，提高承载能力。惯性矩，提高承载能力。IIW Authorised Training Body实壁梁加强板的配置及翼板加强时端部的焊接接头实壁梁加强板的配置及翼板加强时端部的焊接接头 由腹板及加强板组成的区域称作翘曲区，为提由腹板及加强板组成的区域称作翘曲区，

22、为提高梁的稳定性及承受弯曲和剪应力的能力，需对梁高梁的稳定性及承受弯曲和剪应力的能力，需对梁进行刚度加强，即：横向加强和纵向加强。进行刚度加强，即：横向加强和纵向加强。IIW Authorised Training Body桁架梁桁架梁 桁架梁的优点是，每个杆件的材料性能均可得桁架梁的优点是，每个杆件的材料性能均可得到到充分利用。从焊接观点来说，每个杆件的截面形状充分利用。从焊接观点来说，每个杆件的截面形状选选择以及节点的结构形式设计非常重要。择以及节点的结构形式设计非常重要。 杆件的截面形状可根据不同的条件进行选择，杆件的截面形状可根据不同的条件进行选择，并并有不同的方案（合理的焊接方案、合

23、理的制作方案、有不同的方案（合理的焊接方案、合理的制作方案、防腐技术方案）防腐技术方案） 焊接节点焊接节点IIW Authorised Training Body型材的选择型材的选择 闭式型材：封闭式结构的优点是可充分利用其闭式型材：封闭式结构的优点是可充分利用其截面面积，并可将顶部承受的压应力传递到基础截面面积，并可将顶部承受的压应力传递到基础上，但却增加了受弯梁的连接困难，并将导致局部上，但却增加了受弯梁的连接困难，并将导致局部过载。过载。 开式型材：开式结构不能充分利用其截面面开式型材：开式结构不能充分利用其截面面积，但却不存在受弯梁的连接困难，因此在工程结积，但却不存在受弯梁的连接困难

24、，因此在工程结构上经常采用。构上经常采用。IIW Authorised Training Body钢质量组别的选择钢质量组别的选择 应力状态应力状态 构件的重要性构件的重要性 温度温度 构件厚度构件厚度IIW Authorised Training Body框架转角结构框架转角结构 角平分线上受载时的应力分布（应力分布不是角平分线上受载时的应力分布（应力分布不是直线而是双曲线；在直角截面上，平面交界处的拉直线而是双曲线；在直角截面上，平面交界处的拉应力，在转角凸出处上的分布一直为零；尖锐的转应力，在转角凸出处上的分布一直为零；尖锐的转角凹进处，压应力在理论上上升到无穷大）。角凹进处，压应力在理

25、论上上升到无穷大）。IIW Authorised Training Body框架转角结构设计准则框架转角结构设计准则 选选R/h1 内翼板的强度要高于外翼板内翼板的强度要高于外翼板 框架转角区域的腹板加强框架转角区域的腹板加强 对于径向力，采取通过径向的调整加强，同时对于径向力，采取通过径向的调整加强，同时增加板厚等措施，提高稳定性增加板厚等措施，提高稳定性 腹板和翼板之间的颈部焊缝测定为双轴应力状腹板和翼板之间的颈部焊缝测定为双轴应力状态态IIW Authorised Training Body4、动载焊接结构（断裂力学）、动载焊接结构（断裂力学）脆性断裂的产生原因及特点脆性断裂的产生原因及

26、特点 名义工作应力低；断裂之前无明显塑性变形，突名义工作应力低；断裂之前无明显塑性变形，突发断裂；低应力脆性破坏多发生在低温阴冷的时刻。发断裂；低应力脆性破坏多发生在低温阴冷的时刻。 发生低应力脆性断裂的结构内，多半存在着较大发生低应力脆性断裂的结构内，多半存在着较大的内应力，有较高的内能；发生低应力脆性断裂的结的内应力，有较高的内能；发生低应力脆性断裂的结构上，必有裂源或应力集中点存在；脆性断裂对缺陷构上，必有裂源或应力集中点存在；脆性断裂对缺陷和应力集中很敏感。和应力集中很敏感。 拉应力拉应力是裂纹产生和扩展的动力，拉应力及缺陷是裂纹产生和扩展的动力，拉应力及缺陷的大小直接影响裂纹萌生和扩

27、展的速度；阻止裂纹扩的大小直接影响裂纹萌生和扩展的速度；阻止裂纹扩展的主要因素是压应力和材料的塑性变形。展的主要因素是压应力和材料的塑性变形。IIW Authorised Training Body 内因，即结构抗力是预防脆性断裂的根基；外内因，即结构抗力是预防脆性断裂的根基；外因，即载荷性质、加载速率、环境因素等，是发生因，即载荷性质、加载速率、环境因素等，是发生脆性断裂的条件，须同时兼顾，方能避免脆断灾害脆性断裂的条件，须同时兼顾，方能避免脆断灾害的发生！的发生！ 预防脆性断裂的措施（正确选择材料、正确设预防脆性断裂的措施（正确选择材料、正确设计合理、安排结构制造工艺、正确使用，精心维护）

28、计合理、安排结构制造工艺、正确使用，精心维护）IIW Authorised Training Body断裂力学的应用断裂力学的应用 断裂力学的在于研究宏观裂纹在什么条件下，才断裂力学的在于研究宏观裂纹在什么条件下，才会导致失稳扩展，引发脆性断裂；建立裂纹尺寸与破会导致失稳扩展，引发脆性断裂；建立裂纹尺寸与破坏应力之间的关系。这对结构安全设计、合理选材、坏应力之间的关系。这对结构安全设计、合理选材、改进材质和施工工艺，以及制定裂纹体力学的概念标改进材质和施工工艺，以及制定裂纹体力学的概念标准等都有重要意义。准等都有重要意义。IIW Authorised Training Body线弹性断裂力学线

29、弹性断裂力学 应力强度因子它反映材料抵抗脆性断裂，或裂纹应力强度因子它反映材料抵抗脆性断裂，或裂纹失稳扩展的能力。失稳扩展的能力。 平面应变条件下，材料抵抗脆性断裂的判据是：平面应变条件下，材料抵抗脆性断裂的判据是：非线性（弹塑性）断裂力学非线性（弹塑性）断裂力学 用裂纹尖端张开位移（用裂纹尖端张开位移（COD）和形变功率）和形变功率(J积积分分)等来描述大范围屈服裂纹尖端的力学状态。等来描述大范围屈服裂纹尖端的力学状态。IIW Authorised Training Body疲劳断裂的产生原因及特点疲劳断裂的产生原因及特点 脆性破坏与疲劳破坏的相同点（都属于低应力脆性破坏与疲劳破坏的相同点（

30、都属于低应力破坏；破坏之前，结构都没有明显的征兆或外观变形，破坏；破坏之前，结构都没有明显的征兆或外观变形，突发性强，令人促不及防；都对应力集中很敏感突发性强，令人促不及防；都对应力集中很敏感 起起裂位置多半都存在原始缺陷，或起裂于应力集中点）裂位置多半都存在原始缺陷，或起裂于应力集中点） 脆性破坏与疲劳破坏的相同点与不同点（载荷脆性破坏与疲劳破坏的相同点与不同点（载荷性质不同、对温度敏感性性质不同、对温度敏感性 、受载次数多少、断裂经、受载次数多少、断裂经历时间、断裂经历过程、断裂机理机制、宏观断口形历时间、断裂经历过程、断裂机理机制、宏观断口形貌、微观断口形貌）貌、微观断口形貌）IIW A

31、uthorised Training Body按滚盘滚动与馈电方式分，缝焊可分为连续缝焊、断按滚盘滚动与馈电方式分，缝焊可分为连续缝焊、断续缝焊和步进缝焊。续缝焊和步进缝焊。 连续缝焊时，滚盘连续转动，电流不断通过工件。这连续缝焊时，滚盘连续转动，电流不断通过工件。这种方法易使工件表面过热，电极磨损严重，因而很少种方法易使工件表面过热，电极磨损严重，因而很少使用。使用。 断续缝焊时，滚盘连续转动，电流断续通过工件，形断续缝焊时，滚盘连续转动，电流断续通过工件，形成的焊缝由彼此搭迭的熔核组成。由于电流断续通过，成的焊缝由彼此搭迭的熔核组成。由于电流断续通过，在休止时间内，滚盘和工件得以冷却，因而

32、可以提高在休止时间内，滚盘和工件得以冷却，因而可以提高滚盘寿命、减小热影响区宽度和工件变形，获得较优滚盘寿命、减小热影响区宽度和工件变形，获得较优的焊接质量。的焊接质量。 步进缝焊时，滚盘断续转动，电流在工件不动时通过步进缝焊时，滚盘断续转动，电流在工件不动时通过工件，由于金属的熔化和结晶均在滚盘不动时进行，工件，由于金属的熔化和结晶均在滚盘不动时进行，改善了散热和压固条件，因而可以更有效地提高焊接改善了散热和压固条件，因而可以更有效地提高焊接质量，延长滚盘寿命。质量，延长滚盘寿命。 缝焊的种类缝焊的种类 IIW Authorised Training Body疲劳强度的基本概念疲劳强度的基本

33、概念IIW Authorised Training Body影响焊接接头疲劳强度的因素影响焊接接头疲劳强度的因素 疲劳载荷的性质和大小；腐蚀介质会加速疲劳疲劳载荷的性质和大小；腐蚀介质会加速疲劳裂纹的萌生和扩展速率，降低疲劳寿命裂纹的萌生和扩展速率，降低疲劳寿命结构构造刚柔相济的程度；结构上，特别是接头结构构造刚柔相济的程度；结构上，特别是接头上的各种应力集中现象；材质的纯度与材料的塑性和上的各种应力集中现象；材质的纯度与材料的塑性和韧度；结构残余拉应力韧度；结构残余拉应力IIW Authorised Training Body提高焊接结构疲劳强度的工艺提高焊接结构疲劳强度的工艺 结构中的应力

34、集中是降低焊接结构疲劳强度的结构中的应力集中是降低焊接结构疲劳强度的最主要因素。预防、减小应力集中的工作，应该贯穿最主要因素。预防、减小应力集中的工作，应该贯穿于产品设计、制造和使用的整个过程当中。于产品设计、制造和使用的整个过程当中。 设计措施设计措施 工艺措施工艺措施 使用中的维护措施使用中的维护措施IIW Authorised Training Body焊接结构疲劳强度设计的一般原则焊接结构疲劳强度设计的一般原则 考虑实用性，进行功能设计；进行方案设计；考虑实用性，进行功能设计；进行方案设计；进行具体的施工图设计进行具体的施工图设计 设计动载焊接结构必须特别强调两点：动载对设计动载焊接结

35、构必须特别强调两点：动载对应力集中非常敏感；焊接接头属于刚性连接形式，对应力集中非常敏感；焊接接头属于刚性连接形式，对应力集中也比较敏感。而且应力集中也比较敏感。而且“焊接结构焊接结构”难免有焊接难免有焊接残残余应力、变形、焊接缺陷等，有应力集中现象。余应力、变形、焊接缺陷等，有应力集中现象。IIW Authorised Training Body5、焊接压力装置的制作、焊接压力装置的制作技术规程技术规程 欧洲压力装置技术规程欧洲压力装置技术规程DGRL 压力容器条例压力容器条例 （TRB 压力容器、压力容器、TRG压缩气体、压缩气体、TRR压力管道）压力管道） 压力容器工作组规范压力容器工作

36、组规范 AD规范规范欧洲压力装置技术规程欧洲压力装置技术规程DGRL DGRL所叙述的只是基本的安全要求！所叙述的只是基本的安全要求！ 概念解释概念解释IIW Authorised Training Body压力容器条例压力容器条例 压力容器分类压力容器分类 检验范围（初检、定期检验、特殊检验）检验范围（初检、定期检验、特殊检验） 检验机构检验机构 检验专家检验专家IIW Authorised Training BodyAD2000版压力装置的设计和制造版压力装置的设计和制造 AD规范的章节分配规范的章节分配 设计参数设计参数 压力容器组件的计算压力容器组件的计算 IIW Authorised

37、 Training Body6、铝合金焊接结构、铝合金焊接结构设计原则设计原则 铝结构的设计，虽然在计算方法上与钢结构基铝结构的设计，虽然在计算方法上与钢结构基本本相同，但由于其焊接接头性能的特殊性，在接头设相同，但由于其焊接接头性能的特殊性，在接头设计、计、许用应力等方面又不同于钢结构。许用应力等方面又不同于钢结构。 铝与钢相比重要的区别（比较低的强度；低弹铝与钢相比重要的区别（比较低的强度；低弹性性模量；焊接热影响区；挤压型材的成型不可预测性；模量；焊接热影响区；挤压型材的成型不可预测性；有减少轻型结构质量可能性）有减少轻型结构质量可能性）IIW Authorised Training B

38、ody材料特点材料特点 非热处理强化的铝合金在焊接状态下的断裂强非热处理强化的铝合金在焊接状态下的断裂强度和度和0.2%屈服强度与供货状态几乎没有区别，而对一屈服强度与供货状态几乎没有区别，而对一可热处理化铝合金则有明显的差别。非热处理强化铝可热处理化铝合金则有明显的差别。非热处理强化铝合金的比值大约合金的比值大约0.5至至0.6之间，在焊接状态要稍低一之间，在焊接状态要稍低一些，对于热处理强化铝合金钢在些，对于热处理强化铝合金钢在0.7至至0.8之间。之间。 铝合金的断裂延伸率还没有达到铝合金的断裂延伸率还没有达到EN10025中普中普通结构钢的一半（通结构钢的一半（S235）。）。 焊后接

39、头强度下降。焊后接头强度下降。 铝合金基本没有低温脆性问题铝合金基本没有低温脆性问题IIW Authorised Training Body结构设计及焊接结构设计及焊接 钢和铝的坡口有区别：钢和铝的坡口有区别： 静载时的计算准则焊接铝结构的计算原理上可以静载时的计算准则焊接铝结构的计算原理上可以与按与按DIN18800T1进行的钢结构的计算相比较。但进行的钢结构的计算相比较。但 、母材和焊缝的许用应力却不一样，必须按不同的标准母材和焊缝的许用应力却不一样，必须按不同的标准规程选取。规程选取。 应该考虑到，焊接时在热影响区的横截面内要产应该考虑到，焊接时在热影响区的横截面内要产生强度的降低。焊接

40、结构的热影响区是从焊缝中点及生强度的降低。焊接结构的热影响区是从焊缝中点及根部算起向各个方向延伸根部算起向各个方向延伸30mm的区域。的区域。IIW Authorised Training Body 合理的焊接结构设计的一般要求；尽量减小结构合理的焊接结构设计的一般要求；尽量减小结构或焊接接头部位的应力集中；尽量减小结构的刚度，或焊接接头部位的应力集中；尽量减小结构的刚度，以减小应力集中和附加应力的影响；不采用过厚的以减小应力集中和附加应力的影响；不采用过厚的截面；对于附件或不受力焊缝的设计，应与主焊缝截面；对于附件或不受力焊缝的设计，应与主焊缝同样重视；焊缝位置应具有可达性同样重视；焊缝位置

41、应具有可达性便于施焊和便于施焊和焊前现场清理。焊前现场清理。IIW Authorised Training Body挤压型材结构焊接挤压型材结构焊接焊缝不在最高应力区焊缝不在最高应力区在轧制型材上已有熔池保护在轧制型材上已有熔池保护在轧制型材上已有钢性加强在轧制型材上已有钢性加强仅仅2种不同的型材种不同的型材IIW Authorised Training Body7、钢筋焊接结构、钢筋焊接结构 按按DIN4099，可采用下列焊接方法焊接钢筋，可采用下列焊接方法焊接钢筋（111 手工电弧焊、手工电弧焊、135 活性气体保护焊、活性气体保护焊、24 电阻闪光对焊、电阻闪光对焊、47 气压焊、气压焊、21 电电阻点焊）。阻点焊）。焊接接头焊接接头 焊接接接头有二种：一种是承载焊缝，另一种焊接接接头有二种：一种是承载焊缝，另一种是非承载焊缝。承载焊缝要承受作用在连接件上的载是非承载焊缝。承载焊缝要承受作用在连接件上的载荷。非承载焊缝用于加强部件，防止位移。非冷变形荷。非承载焊缝用于加强部件，防止位移。非冷变形钢筋端部仅允许用于搭接接头和非承载焊缝。钢筋端部仅允许用于搭接接头和非承载焊缝。钢筋焊接生产钢筋焊接生产 选择焊接接头的种类、焊接方法过程和钢筋的选择焊接接头的种类、焊接方法过程和钢筋的直径应按直径应按DIN 4099和和 DIN 1045 执行。执行。